Question

9．為了探究石灰石與稀鹽酸反應制備二氧化碳后的廢液中的溶質成分，將廢液過濾，取濾液224.4克于燒杯中，在不斷振蕩的條件下，向其中逐滴加質量分數為10.6%的碳酸鈉溶液直至過量，有關的變化如圖所示．經測定A中只含有一種溶質．根據題中有關信息和圖象分析回答下列問題．
（1）原廢液中的溶質成分有CaCl₂，HCl（用化學式回答）
（2）該碳酸鈉溶液中鈉元素的質量分數為4.6%（結果保留到0.1%）
（3）A點處溶液中溶質的質量分數是多少？（列出必要的解題步驟，結果保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據石灰石與鹽酸反應后的廢液中一定含有溶質氯化鈣，加入碳酸鈉開始沒有沉淀生成，說明廢液中含有多余的鹽酸進行分析；
（2）根據碳酸鈉溶液的質量和溶質質量分數計算碳酸鈉的質量，然后計算鈉元素的質量分數；
（3）根據A點處溶液中溶質氯化鈉中的鈉元素完全來自于碳酸鈉中的鈉元素，碳酸鈉溶液的質量和溶質質量分數可以計算鈉元素的質量，進一步可以計算氯化鈉的質量，從而可以計算A點處溶液中溶質的質量分數．

解答 解：（1）石灰石與鹽酸反應后的廢液中一定含有溶質氯化鈣，加入碳酸鈉開始沒有沉淀生成，說明廢液中含有多余的鹽酸，所以含有的溶質有CaCl₂，HCl；
（2）碳酸鈉溶液中鈉元素的質量分數為：$\frac{300g×10.6%×\frac{46}{106}}{300g}$=4.6%；
（3）設A點處溶液中溶質氯化鈉的質量為y，
由Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl 可知，
Na₂CO₃～2NaCl，
 106          117
300g×10.6% y
$\frac{106}{300g×10.6%}$=$\frac{117}{y}$
y=35.1g
設生成沉淀的質量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
  106                   100
200g×10.6%          x
  $\frac{106}{200g×10.6%}$=$\frac{100}{x}$
    x=20g
設碳酸鈉和稀鹽酸反應生成二氧化碳的質量為z，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
 106                                     44
100g×10.6%                          z
$\frac{106}{100g×10.6%}$=$\frac{44}{z}$
z=4.4g
A點處溶液中溶質的質量分數為：$\frac{35.1g}{224.4g+300g-20g-4.4g}$×100%=7.0%．
答：A點處溶液中溶質的質量分數為6.1%．
故答案為：（1）CaCl₂，HCl；
（2）4.6%；
（3）7.0%．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，同時考查了分析數據的能力，計算時要注意規范性和準確性．